Бабочки машут крыльями, то опуская их вниз, то поднимая вверх. Взмахи очень широкие, и крылья, когда бабочка летит, почти сходятся у нее над спиной и под брюшком. Во время полета передняя и задняя пара крыльев соединяются друг с другом особой прицепкой, и бабочка взмахивает ими одновременно. Рулят бабочки, изменяя плоскость взмахов крыльев. Быстрее всех бабочек летают бражники, они развивают скорость до 50 километров в час.
Жуки летают, быстро махая нижними крыльями. Надкрылья они держат, слегка приподняв концы в виде латинской буквы V. Такое положение надкрыльев позволяет жукам сохранять устойчивость в полете. Летают жуки со скоростью не более 20–25 километров в час.
Сложные кривые описывают в воздухе крылья пчел, шмелей, ос. Когда насекомое парит на месте, то крылья его описывают восьмерку, а когда оно движется, восьмерка растягивается и конец крыла вычерчивает сложную волнообразную кривую. Количество взмахов крыльев у перепончатокрылых различное. За час шмель пролетает около 5, а пчела около 20 километров. Чаще всех других насекомых машут крыльями комары. Они делают до 500 взмахов в секунду. Тонкий надоедливый звук, который издает комар, это не писк, как многие думают, а шум его крыльев.
Самые искусные «пилоты» среди насекомых — стрекозы, они могут долго парить на одном месте, планировать, совершенно не махая крыльями, мгновенно поворачиваться и почти вертикально взмывать ввысь. При исполнении фигур «высшего пилотажа» у стрекоз передние и задние пары крыльев работают независимо одна от другой. О скорости полета стрекоз нет достоверных данных; по одним — они летают со скоростью 8-10 километров в час, по другим — со скоростью 30–40.
Быстрота и маневренность стрекоз давно интересовали натуралистов, но никаких выводов на основании изучения их полета сделано не было. О стрекозах вспомнили, когда советские ученые нашли причину, почему скоростные самолеты вдруг ни с того ни с сего разваливаются на части. Оказалось, достаточно увеличить вес крыла в передней части, чтобы вредные колебания, разрушающие самолет, полностью исчезли. Точно так же, как у современных самолетов, крылья стрекоз утолщены в передней части.
Полет насекомых — очень сложный процесс. Сейчас выяснилось, что жуки, пчелы, бабочки, мухи могут еще многое подсказать авиаконструкторам.
Возьмем хотя бы обыкновенного майского жука. По расчетам ученых он совсем не должен летать. При его весе и конструкции крыльев для того, чтобы взлететь, майский жук должен иметь коэффициент подъемной силы от 2 до 3, фактически у него этот коэффициент меньше единицы. Однако жук не только легко поднимается с земли, но и неплохо летает. Предстоит выяснить, каким способом он увеличивает подъемную силу, это поможет конструкторам увеличить грузоподъемность самолета при той же силе двигателей.
С увеличением скорости самолета растет длина взлетно-посадочных площадок. Постройка огромных аэродромов — дело дорогостоящее, да и неудобное для пассажиров. Иной раз им приходится затрачивать на проезд с аэродрома до центра города больше времени, чем на полет. Например, перелет из Ленинграда в Москву длится 55–60 минут, а на доставку с аэровокзалов автобусом, регистрацию билетов, сдачу багажа уходит не менее двух часов.
Насекомым не надо ни взлетных, ни посадочных площадок. Пчела, заметив цветок, неподвижно повисает в воздухе, а затем плавно опускается. При посадке никогда не происходит «аварии», даже в ветреную погоду, когда цветок мотается из стороны в сторону. Такая точность приземления недоступна самым совершенным вертолетам.
Некоторые насекомые — искусные пилоты: ночная бабочка бражник может летать не только вперед, но и «включать задний ход», а мухам-журчалкам ничего не стоит сделать «мертвую петлю» и даже лететь спинкой вниз.
Полет насекомых довольно экономичен. В частности, расход горючего у реактивного самолета составляет около 12 процентов полезного груза, а пчела расходует всего 9 процентов горючего — сахара.
Искусные «пилоты» есть среди пауков. Но как же они летают, ведь у них нет крыльев? Оказывается, на паутинке. К осени паучата подрастают — и выводку становится тесно. Паучатам необходимо расселиться, чтобы всем было вдоволь вкусных мух. И паучки начинают готовиться к путешествию. Взобравшись на высокий куст или дерево, паучок прежде всего устраивает из коротких прочных нитей стартовую площадку, а затем приступает к изготовлению летной нити, закрепив ее конец на наветренной стороне своей вышки. Ветер сносит нить со стартовой площадки, и она образует вытянутую петлю. Когда длина петли достигает 10–20 сантиметров, паучок перегрызает нить у основания, и она вытягивается по ветру в одну линию. Паучок продолжает выпускать нить, и когда она становится настолько длинной, что может удержать пилота в воздухе, он отцепляется от «стартовой площадки» и отправляется в полет. Надумав приземлиться, паучок, перебегая по паутинке, изменяет центр тяжести «воздушного корабля». И послушный пилоту корабль плавно опускается. Продолжительность полета различна: иногда паучок пролетает всего сотню метров, а иногда и несколько километров.
Первыми позвоночными, появившимися на Земле, были рыбы. Они произошли от беспозвоночных и не имели ни костного скелета, ни чешуи, ни зубов. Их неясные отпечатки на камне найдены в силурийских пластах, образовавшихся около 400 миллионов лет назад. Первым рыбам приходилось туго, моря в то время кишели хищными членистоногими, свирепыми морскими скорпионами. И постепенно рыбы оделись в прочный панцирь, почти такой же, как у современных крабов.
Но панцирь оказался не такой уж надежной защитой, появились хищники с зубами, для которых костяная броня была не тверже, чем простая бумага. Кроме того, население морей резко увеличилось, из-за пищи возникла жестокая конкуренция. И вот постепенно, в течение многих поколений, у рыб появились специальные приспособления, облегчающие движение, выработались приемы, позволяющие плавать легко и стремительно.
Техника плавания современных рыб изучена довольно хорошо. Раньше считали, что они плавают исключительно с помощью плавников. Сейчас установлено, что большинство рыб двигается вперед, волнообразно изгибая тело в горизонтальной плоскости. Значительную помощь в поступательном движении оказывает им хвостовой плавник. Остальные плавники только управляют движением, служат рулями поворота и глубины. Если рыбы плывут быстро, то обычно прижимают плавники к туловищу, а у часто встречающейся в Черном море пеламиды они и вовсе убираются в особые углубления.
Большинство рыб плавает головой вперед, но есть и исключения. Рыба-нож, обитающая в реках Центральной Африки, может плыть хвостом вперед. У нее сжатое с боков ножевидное тело, спинных плавников нет, вдоль всего брюшка тянется только один длинный узкий плавник.
Рыба эта ведет ночной образ жизни, у нее хорошее зрение и обоняние. Отправляясь на охоту, она плывет, как и все рыбы, головой вперед, но, столкнувшись с врагом, немедленно «включает задний ход» и скрывается в зарослях.
Быстрее других плавают морские рыбы, обитающие в толще воды. У них торпедовидная, обтекаемая форма тела, заостренная голова, хорошо развитый хвост. Это и понятно — им негде спрятаться, да к тому же приходится догонять свою добычу — подвижных морских рыб.
Чемпион по скоростному плаванию — меч-рыба. В момент броска она развивает скорость свыше 100 километров в час. Хорошие пловцы тунец и акулы — голубая, сельдевая, — они могут проплыть более 30–40 километров в час. Быстро плавают пеламида, скумбрия, кефаль, немного медленнее — сельдь, треска.
Все знают нашу пресноводную хищную щуку. Затаившись где-нибудь в камышах или за топляком, она стоит неподвижно, еле пошевеливая плавниками. Но вот щука заметила рыбку. Быстрый бросок — и жертва уже бьется в зубах хищницы. Настигнуть одним молниеносным броском добычу щуке позволяет вытянутое стреловидное тело. А мгновенно развернуться помогают сильные, сдвинутые к хвосту плавники.
Вытянутая веретенообразная форма тела характерна для речных рыб, держащихся на течении: форели, усача, жереха. Это позволяет им легко преодолевать пороги, перекаты и плавать долго, не утомляясь. К длительному плаванию приспособлены лосось, белорыбица, нельма — они высоко поднимаются по быстрым рекам для икрометания.
А вот пресноводным рыбам, обитающим в тиховодье, скорость и выносливость ни к чему. У карпа, карася, леща тело сжато с боков. Такая форма облегчает им движение среди водных растений, помогает поворачиваться в вертикальной плоскости и даже спасает от хищников, неохотно схватывающих рыб с широким телом.
У рыб, живущих вблизи дна, тело сплющено сверху вниз. Это позволяет им опираться на дно большей поверхностью. Таковы камбалы и скаты — плоские рыбы, обитающие во многих морях и океанах. Они часто лежат на дне и даже зарываются в грунт. Так их труднее заметить и врагу и добыче. Плавают камбалы и скаты, изгибая тело и плавники в вертикальной плоскости.
